第7章输入出管理分解.ppt

7.4.4 SPOOLing系统 利用SPOOLing技术共享打印机 当用户进程请求打印输出时，SPOOLing系统立即同意为它打印输出，但并不真正把打印机分配给该用户进程 7.4.4 SPOOLing系统 利用SPOOLing技术共享打印机 由输出进程在输出井中为之申请一个空闲的磁盘块区，并将要打印的数据送入其中。 输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中，然后将该表挂到打印机的请求打印队列上 7.4.4 SPOOLing系统 利用SPOOLing技术共享打印机 如果打印机空闲，输出进程将从请求队列的队首取出一张请求打印表，根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印。打印完后，输出进程将再检查请求队列中是否还有待打印的请求表，若有继续打印，否则便将自己阻塞起来，并在下次再有打印请求时被唤醒。 7.5 I/O软件层次 图 I/O软件系统的层次 7.5.1 中断处理程序 7.5.2 设备驱动程序 每个连接到计算机的I/O设备都需要某些设备特定的代码来对其进行控制，这样的代码为设备驱动程序。 7.5.2 设备驱动程序 图7-7 设备驱动程序在系统中的逻辑位置 7.5.2 设备驱动程序 设备驱动程序主要功能 接受来自上层、与设备无关软件的抽象读写请求，并且将该I/O请求排在请求队列的队尾，同时还要检查I/O请求的合法性。 取出请求队列中队首请求，且将相应设备分配给它。 向该设备控制器发送命令，启动该设备工作，完成指定的I/O操作。 处理来自设备的中断。 7.5.3 与设备无关的操作系统I/O软件 图7-8 与设备无关的操作系统I/O软件的功能 7.5.3 与设备无关的操作系统I/O软件 1．设备驱动程序的统一接口 2．缓冲技术 （1）缓冲技术的引入 引入缓冲技术的主要目的是： ① 缓解CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。 ② 提高它们之间的并行性。 ③ 减少对CPU的中断次数，放宽CPU对中断响应时间的要求。 （2）缓冲区的设置 ① 单缓冲。如果数据到达率与离去率相差很大，则可采用单缓冲方式。 ② 双缓冲。如果信息的输入和输出速率相同（或相差不大），则可利用双缓冲区实现二者的并行。 ③ 多缓冲。 为了解决阵发性I/O的速度不匹配问题，可以设立多个缓冲区。 图7-9 双缓冲工作示例 7.5.3 与设备无关的操作系统I/O软件 3．出错报告 根据错误产生的原因，可把I/O错误分为两类：一类是程序设计错误，另一类是实际I/O错误。 4．分配和释放独占设备 5．提供与设备无关的块大小 7.5.4 用户级I/O软件 多数I/O软件都在操作系统中，用户空间中也有一小部分。通常，它们以库函数形式出现。 用户空间中另一个重要的I/O软件是SPOOLing系统。 7.6 磁盘调度和管理7.6.1 磁盘硬件 1磁盘的结构 7.6.1 磁盘硬件 （1）Header（磁头） （2）Cylinder（柱面） （3）Sector（扇区） 扇区是将磁道按照相同角度等分的扇形。 7.6.2 磁盘调度 1．磁盘存取时间 磁盘寻道时间（即磁头从当前磁道移至指定磁道所用的时间） 旋转延迟时间（即磁头从当前位置落到指定扇区开头所用的时间） 数据传输时间 减少平均寻道时间就可以显著地改善系统性能。 7.6.2 磁盘调度 2．磁盘调度算法 （1）先来先服务法（FCFS） 要访问的磁道分别是： 98，183，37，122，14，124，65，67 最早来的请求是访问98道，最后一个是访问67道。设磁头最初在53道上。 7.6.2 磁盘调度 图7-12 先来先服务调度算法示例 7.6.2 磁盘调度 （2）最短寻道时间优先法（SSTF） 图7-13 最短寻道时间优先调度 7.6.2 磁盘调度 （3）扫描法（SCAN） 图7-14 扫描调度算法示例 98，183，37，122，14，124，65，67 7.6.2 磁盘调度 （4）巡回扫描法（C-SCAN） 图7-15 巡回扫描调度算法示例 98，183，37，122，14，124，65，67 7.6.2 磁盘调度 （5）寻查法（LOOK和C-LOOK） （LOOK算法也称 “电梯”算法） 图7-16 循环寻查调度算法示例 98，183，37，122，14，124，65，67 7.6.2 磁盘调度 3．磁盘调度算法的选择 ① 任何调度算法的性能都依赖于I/O请求的数量和类型。 ② 文件的物理存放方式对磁盘请求有很大影响。 ③ 目录和索引块的位置对I/O请求队列有重要影响。 ④ 旋